Устройство для управления источником питания Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение отрюсится к электротехнике и может быть использовано, в частности, для управления источниками питания и преобразователями напряжения и тока.

Известно устройство для управления источником питания,содержа1цее блок пилообразного напряжения, компаратор и выходной блок I .

К недостаткам устройства относится низкая помехоустойчивость, когда колебания нагрузки источника питания вызывают скачок управляющего напряжения а, следовательно, порождают помеху, которая, попадая в компаратор, приводит к «расщепчению импульса на его выходе. В результате появляются паразитные импульсы, которые могут вывести источник питания из строя.

Известно также устройство для управления источниками питания, coдepжaJ щее компаратор, генератор опорной частоты, источник опорного напряжения и выходной блок в состав которого входит дифференциальный усилитель и Два триггера (2).

Однако и в этом устройстве сигнал помехи, вызванный скачком управляющего

напряжения, приводит к ложному срабатыванию триггеров и «расщеплению импульсов на выходе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является , устройство, содержащее блок пилообразного напряжения, ШИМ-компаратор, компаратор времени паузы и выходной блок, включающий две схемы И-НЕ, триггер со счетным входом, схему И и два транзистора 3.

10 К недостаткам устройства относится отсутствие защиты от ложногосрабатывания в связи с появлением сигнала помехи в управляющем напряжении на спаде пилообразного напряжения. Это может привести к фазовому перекрытию выходных импуль15сов, что может вывести источник питания из строя.

Цель изобретения - повыщение надежности устройства за счет улучшения его помехоз ащй1Цёнгй6с й

20 Поставленная цель достигается тем что устройство для управления источником питания, содержащее генератор пилообразного напряжения с нормальным и триг .герным выходами, нормальный выход котЬрогб связан черей компаратор времени паузы с одним, а через ШИМ-компаратор н инвертирующую схему И-НЕ - с другими входами выходного блока, снабjiKeHHcJfo ШмйутаЦйонным триггером и fpWrrepoM памяти, выходы которого соединены с выходным блоком, установочный вход - с прямым, а сбросовый вход - С Ийверсным выходом коммутационного триггера, установйчноё плечо которого соединено с прямым триггерным выходом генератора пилообрйзйогб напряжения и с вы- ходом ШИМ-компаратора, а его сброч;г й:хл v....;.i-... ...- совое плечо с йнвёрёШМ Триггёрйым выходом генератора и с выходом схемы И-НЕ. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2-Диаграмма напряжений. Устройство содержит генератор I пилообразного напряжения ШИМ-компаратор 2, компаратор 3 времени паузы, инвертируюЩуюсхемуИ-НЕ 4, коммутационный трипгер 5, триггер 6 памяти, выходной блок 7. Нормальный выход генератора 1 соединен со входом ШИМ-компаратора 2, на второй вход которого пшаётся управЛяющее напряжение Uynp. и со входом компаратора 3 времени паузы, на второй вход которого подается регулирующее напряжение Uper-Выход ШИМ-компаратора 2 соединен с установочным плечом коммутационного триггера 5, второй йхоД которого соединен с прямым триггерным выходом генератора 1, и со входом схемы И-НЕ 4, выход которой соединен со сбросовым плечом коммутациояного триггера 5, второй вход кЬТбрдаЬ ёбёдйНен с инверсным триггерным выходом генератора . Прямой выход коммутационного триггера 5 соединён с установочным входом триггера б памяти, а инверсный - со сбросовым входом. Выходы триггера б памяти соединены с выходным блЬком,которш соединен также с выходом компаратора 3 времени паузыТУстройство работает следующим обра ом; .-., Пилообразноё напряжение с генератора I поступает в ШИМ-компаратор 2, на второй вход которого подается управляющее напряжение U|n|. и на вход компа ратора 3 времени паузы, на второй вход которого подается регулирующее налряжение . (фиг. 2 а). -При совпадении в ШИМ-компараторе 2 . с нарастающим пилообразным напряжением (прямой ход пилы) на выходе ШИМ-компаратора 2 пойвляется сигнал уровня единицы (фиг 2 г), который совместно с сигналом прямого триггерного выхода генератора 1 фиг. 2 б), устанавливает коммутационный триггер 5 внулевое состояние, т. с, на выходе Q - уровень нуля, на Q - уровень единицы, под воздействием Которыхтриггер 6 памяти установится в единичное состояние (фиг. 2 д), т. е. на выходе Q появляется сигнал уровня единицы, а на Q - уровень нуля. При совпадении в ШИМ-компараторе 2 Uynp. со спадающим пилообразным напряжением (обратный-ход пилы) на выходе ШИМ-компаратора 2 появляется сигнал уровня нуля (фиг. 2 г), который йивертируясь схемой И-НЕ 4 поступает на сбросовое плечо коммутационйого триггера 5, на втором входе которого присутствует сигнал уровня единиЦь С инверсиого триггерного выхода блока I (фиг. 2 в), в результате чего коммутационный триггер 5 устанавливается в исходное состояние, т.е. на выходе Q появляется сигнал уровня единицы, а на Q - уровень нуля, что, в свою Очередь, установит триггер 6 памяти 6 иСхоДнЬе состояние, т. е. на выходе Q появляется сигнал уровня нуля. а на Q .- уровейь единицы (фиг. 2 д). Наличие скачков напряжения в управляющем напряжении Uynp. во время прямого и обратного хода пилы т. е. «расщепление Импульса на выходеШИМ-компаратора 2 не Приведет к «расщеплению и фазовому перекрытик) выходных импульсов устройства управления, так как сбросовое пЛечо коммутационного триггера 5 во время прямого хода пилы будет заблокйровано сигналом уровня нуля, поступившего с инверсного триггерного выхода блока 1. В Связи с тем, что триггер памяти 6 переключается по входу R и S только сигналом уровня нуля, то он не изменит своего состояния до первого сигнала сравнения-на обратном ходе пилы. Аналогично устройство управления работает при наличии скачков напряжения в . во время обратного хода, только на время обратного хода пилы будет заблокирован установочный вход коммутационного триггера 5 и поэтому триггер б памяти изменяет свое состояние только При наличии первого сигнала cpaBlteHHn на прямом ходе пилы. Компаратор 3 времени паузы выдает в результате сравнения пилообразного напряжения с блока 1 и напряжения регулировки Upen (фиг- 2 е), который позволяет избежать фазового перекрытия послеЯо1йат Бйбсти выходных широтно-импульсных сйгНалов иСПШЬЗуюЩихсядЛя управЛёния WctOuHHKoM питания, между периодами пилообразного напряжения, - Таким образом премагаемое устрой :тво позволяет получать «не расщепленные выходите импульсы (фиг. 2 ж, и) модулированные по длительности из-за того, что устройство срабатывает только один раз за период пилообразного напряжения по перв)«уснгН|аЛу сравнения на переднем ходе пилы н только один раз по первому сигналу сравнения на обратном ходе пилы, НТО позволяет повысить надежность устройства путем устранения «расщепления ШИМ-сигнала и тем самым устранения фазового перекрытия UBM. -вми.г

Формула изобретения

Устройство для управления источником питания, содержащее генератор пилообразного напряжения с нормальным и триггерным выходами, нормальнмЯ выход которого связан, через компаратор времени паузы с одним, а через ШИМ-компаратор н инвертирующую схему И-НЕ - с другими входами выходного блока, ог: личающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено коммутацион ным триггером и триггером памяти, выходы которого соединены с выходным блоком, установочный вход - с прямым, а сбросовый вход - с инверсным выходом коммутационного , установочное плечо которого соединено с прямым триггерным выходом генератора пилообразного напряжения и. с выходом ШЙМ-компаратора, а его сбросовое плечо - с инверсным триггерным выходом генератора и с выходом схемы И-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритаини № 1200574, кл. С 3 IJ 1973.

2.Патент США № 390%95. кл. 321-2, 1977. .

3.Верцберг А. В. и др. Управление переключательными источниками питания с помощью БИС, «Электроинка, № 7, 1977.

Фаз./

ЛЗ

о5

ni

е